SUDA TOPLAM PETROL HİDROKARBONLARI (TPH) ANALİZİ İLE KIZILIRMAK GRABENİ’NİN (NEVŞEHİR) HİDROKARBON POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI

Year 2020, Volume: 7 Issue: 13, 115 - 136, 28.12.2020

Adil Özdemir Yildiray Palabıyık Atilla Karataş Alperen Şahinoğlu

Abstract

Volkanosedimanter birimlerden oluşan Kızılırmak Grabeni’ninde kayatuzu oluşumları vardır ve önceki çalışmalarda bu tuz oluşumlarının diapirik bir yapıya sahip olduğu belirtilmiştir. Komşu havza olan Ayhan Havzası, bitümlü şeyl ve işletilen kömür yatakları içermektedir. Bu nedenle, Ayhan havzasındaki bu birimlerden hidrokarbon türümünün olabileceği düşüncesi ile çalışmada, Kızılırmak Grabeni’nin hidrokarbon potansiyelinin doğal su kaynaklarından alınan örnekler üzerinde Toplam Petrol Hidrokarbonları (TPH) analizleri yapılarak araştırılması amaçlanmıştır. Yapılan analizler sonucunda, su numunelerinin tamamında hidrokarbonlar tespit edilmiştir. Sularda tespit edilen hidrokarbonların kaynağının belirlenmesi için organik jeokimyasal yöntemler kullanılmıştır. Su numunelerinde belirlenen n-alkan hidrokarbonlar, baskın olarak bataklık-kömür tipi organik maddeden (Tip-III kerojen, gaz eğilimli) türemiş olgun petrol hidrokarbonlarıdır. Bu olgun hidrokarbonlarca zengin sular, gravite ve manyetik veriler ile çalışma alanında belirlenmiş olan olası tuz diyapiri ile ilişkili çalışan bir hidrokarbon sisteminin varlığını için kanıttır.

Keywords

Rezervuar hedefli petrol ve doğalgaz arama, Suda TPH analizi, Hidrokarbonca zengin sular, Yeraltısuyu hidrokarbon kirliliği, Tuz diyapiri

References

• [1] Demircioğlu R. Gülşehir - Özkonak (Nevşehir) Çevresinde Kırşehir Masifi ve Örtü Birimlerinin Jeolojisi ve Yapısal Özellikleri. Selçuk Üniversitesi. Yüksek Lisans Tezi. 2014, 232 s.
• [2] Koçyiğit A, Doğan U. Strike-slip neotectonic regime and related structures in the Cappadocia region: a case study in the Salanda basin, Central Anatolia, Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences 2016, 25: 393-417.
• [3] Kayhan M. Türkiye Tuz Envanteri. MTA Yayını No: 164, 1976, 78 s.
• [4] Kayakıran S. Gülşehir Kaya Tuzlası Etüt ve Aramaları (1977 ve 1978 Yılları Çalışmaları). MTA Rapor No: 6606, 1979.
• [5] Ünüçok C. Tuzköy Kaya Tuzlası’nın (Nevşehir-Gülşehir) Jeolojik Etüt ve Rezerv Raporu, Rapor No: 7897, 1985.
• [6] Barutoğlu Ö.H. Türkiye Tuz Yatakları. Bilimsel Madencilik Dergisi 1961, 1(2): 68-78.
• [7] Burkay İ, Önder İ. Gülşehir-Tuzköy Kayatuzlası Tuz Aramaları Rezistivite Etüdü. MTA Rapor No: 7875, 1986.
• [8] Bilginer Ö. Nevşehir-Gülşehir-Tuzköy Tuzlası Jeoelektrik Etüdü. MTA Rapor No: 7270, 1982.
• [9] Eymold WK, Swana K, Moore MT, Whyte CJ, Harkness JS, Talma S, Murray R, Moortgat JB, Miller J, Vengosh A, Darrah TH, Hydrocarbon-rich groundwater above shale-gas formations: A Karoo basin case study. Groundwater 2018, 56(2): 204-224.
• [10] Kreuzer RL, Darrah TH, Grove BS, Moore MT, Warner NR, Eymold WK, Poreda RJ. Structural and hydrogeological controls on hydrocarbon and brine migration into drinking water aquifers in Southern New York. Groundwater 2018, 56(2): 225-244
• [11] Dultsev FF, Chernykh AV. Geochemistry of water-dissolved gases of oil-and-gas bearing deposits in Northern and Arctic Regions of Western Siberia. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 2020, 459: 042024, doi:10.1088/1755-1315/459/4/042024
• [12] Özdemir A, Palabıyık Y. Türkiye’nin Paleozoyik - Miyosen jeolojik zaman aralığındaki petrol ve doğalgaz kaynak kaya varlığının paleocoğrafik ve paleotektonik veriler ışığında kapsamlı bir değerlendirmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2020 (baskıda)
• [13] Özdemir A. Hasanoğlan (Ankara) petrol sisteminin organik hidrojeokimyasal kanıtları. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2019, 25(6): 748-763.
• [14] Özdemir A. Mamak (Ankara) çalışan petrol sisteminin jeokimyasal kanıtı olarak olgun hidrokarbonlarca zengin sular ve bölgedeki potansiyel kapan alanı. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2019, 17: 244-260.
• [15] Özdemir A. Büyük Menderes grabeni (Batı Anadolu) Neojen öncesi petrol sisteminin organik hidrojeokimyasal kanıtları ve potansiyel kapanlar. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2019, 16: 325-354.
• [16] Palabıyık Y, Özdemir A. Türkiye’de petrol ve doğalgaz aranması için suda TPH (Toplam Petrol Hidrokarbonları) analizinin kullanımı: Batı, Kuzeybatı ve Orta Anadolu’dan örnek çalışmalar ve önemli sonuçlar. Türkiye IV. Bilimsel ve Teknik Petrol Kongresi, 18-20 Kasım 2020, Ankara (baskıda).
• [17] Özdemir A, Karataş A, Palabiyik Y, Yaşar E, Sahinoglu A. Oil and gas exploration in Seferihisar Uplift (Western Turkey) containing an operable-size gold deposit: Geochemical evidence for the presence of a working petroleum system (İşletilebilir boyutta altın yatağı içeren Seferihisar Yükselimi’nde petrol ve doğalgaz arama: Çalışan bir petrol sisteminin varlığı için jeokimyasal kanıt). Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources, 2020, 6(1): Doi: 10.1007/s40948-020-00152-2.
• [18] Özdemir A, Palabiyik Y, Karataş A, Sahinoglu A. Organic geochemical evidence of the working petroleum system in Beypazarı Neogene Basin and potential traps (Northwest Central Anatolia, Turkey) (Beypazarı Neojen Havzası’ndaki çalışan petrol sistemi için organik jeokimyasal kanıt ve potansiyel kapanlar, Kuzeybatı Orta Anadolu). Turkish Journal of Geosciences 2020, 1(2): 35-52.
• [19] Özdemir A, Palabıyık Y. Doğu Pontidler’de olasılıkla Jura-Kretase riftleşmeleri ile ilişkili hidrokarbon oluşumu ve türümü için bulgular. 4. Uluslararası Bilimsel Çalışmalar Kongresi, 28-30 Eylül 2020 (baskıda).
• [20] Özdemir A. Suda TPH (Toplam Petrol Hidrokarbonları) analizinin petrol ve doğalgaz arama amaçlı kullanımı: Türkiye’den ilk önemli sonuçlar. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 2018, 6(4), 615-636.
• [21] Liu S, Qi S, Luo Z, Liu F, Ding Y, Huang H, Chen Z, Cheng S. The origin of high hydrocarbon groundwater in shallow Triassic aquifer in Northwest Guizhou, China. Environmental Geochemistry and Health 2018, 40(1): 415-433.
• [22] Hunt JM. Petroleum Geochemistry and Geology. W.H. Freeman and Company, New York, 1995, 743 p.
• [23] Zemo DA, Foote GR. The technical case eliminating the use of the TPH analysis in assessing and regulating dissolved petroleum hydrocarbons in groundwater. Ground Water Monitoring & Remediation 2003, 23(3): 95-104.
• [24] Tarım ve Orman Bakanlığı, 2004. Türkiye Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği, http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2016/08/20160810-9.htm
• [25] Tarım ve Orman Bakanlığı, 2004. Türkiye Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği, http://www.mevzuat.gov.tr/Metin.Aspx?MevzuatKod=7.5.7221&MevzuatIliski=0&sourceXmlSearch=
• [26] Bray EE, Evans ED. Distribution of n-paraffins as a clue to recognition of source rocks. Geochim. Cosmochim, Acta 1961, 22: 2-15.
• [27] Bray EE, Evans ED. Hydrocarbons in non-reservoir-rock source beds: Part 1. AAPG Bulletin 1965, 49: 248-257.
• [28] Bourbonniere RA, Meyers PA. Sedimentary geolipid records of historical changes in the watersheds and productivities of lakes Ontario and Erie. Limn Ocean 1996, 41: 352-359.
• [29] Mille G, Asia L, Guiliano M, Malleret L, Doumenq P. Hydrocarbons in coastal sediments from the Mediterranean Sea (Gulf of Fos area, France). Marine Pollution Bulletin 2007, 54: 566-575.
• [30] Peters KE, Walters CC, Moldowan JM. The Biomarker Guide: Biomarkers and Isotopes in Petroleum Exploration and Earth History, 2nd Ed., Cambridge University Press, 2005, 1155 p.
• [31] Ficken KJ, Li B, Swain DL, Eglinton G. An n-alkane proxy for the sedimentary inputs of submerged/floating freshwater aquatic macrophytes. Organic Geochemistry 2000, 31: 745-749.
• [32] Zheng Y, Zhou W, Meyers PA. Xie S. Lipid biomarkers in the Zoigê- Hongyuan peat deposit: Indicators of Holocene climate changes in West China. Organic Geochemistry 2007, 38: 1927-1940.
• [33] Tissot BP, Welte DH, Petroleum Formation and Occurrence. Springer-Verlag, 1984, 699 p.
• [34] Peters KE, Moldowan JM. The Biomarker Guide, Interpreting Molecular Fossils in Petroleum and Ancient Sediments. Englewood Cliffs, Jersey, Prentice Hall, 1993, 339-363.
• [35] Tran KL, Philippe B, Oil and rock extract analysis. in Applied Petroleum Geochemistry (M.L., Bordenave, eds.), 1993, 373-394.
• [36] Beyer J, Jonsson G, Porte C, Krahn MM, Ariese F. Analytical methods for determining metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) pollutants in fish bile: a review. Environ. Toxicol Pharmacol, 2010, 30(3): 224-244.
• [37] Cranwell PA, Eglinton G, Robinson N. Lipids of aquatic organisms as potential contributors to lacustrine sediments-2. Organic Geochemistry 1987, 11: 513-527.
• [38] Goossens H, Duren C, De Leeuw JW, Schenck PA. Lipids and their mode ofoccurrence in bacteria and sediments-2. Lipids in the sediment of a stratified, freshwater lake. Organic Geochemistry 1989, 14: 27-41.
• [39] Meyers PA, Ishiwatari R, Lacustrine organic geochemistry-an overview of indicators of organic matter sources and diagenesis in lake sediments. Organic Geochemistry 1993, 20: 867-900.
• [40] Kroon J. Biomarkers in the Lower Huron Shale (Upper Devonian) As Indicators of Organic Matter Source, Depositional Environment, and Thermal Maturity. Clemson University, MSc. Thesis, 2011, 107 p.
• [41] Forster A, Sturt H, Meyers PA, Molecular biogeochemistry of Cretaceous black shales from the Demerara Rise: Preliminary shipboard results from sites 1257 and 1258, Leg 207. in Erbacher J, Mosher DC, Malone MJ, Proceedings of the Ocean Drilling Program, Initial Reports: 2004, 207: 1-22.
• [42] Onojake MC, Osuji LC, Oforka NC. Preliminary hydrocarbon analysis of crude oils from Umutu/Bomu fields, south west Niger Delta, Nigeria. Egyptian Journal of Petroleum 2013, 22: 217-224
• [43] Hartkopf-Fröder C, Kloppisch M, Mann U, Neumann-Mahlkau P, Schaefer RG, Wilkes H, The end-Frasnian mass extinction in the Eifel Mountains, Germany: new insights from organic matter composition and preservation. Geological Society, London, Special Publications 2007, 278: 173-196.
• [44] Waples DW. Geochemistry in Petroleum Exploration. International Human Resources Development Corp., 1985, 232 p.
• [45] Didyk BM, Simoneit BRT, Brassel SC, Englington G. Organic geochemical indicators of paleoenvironmental conditions of sedimentation. Nature, 1978, 272: 216-222.
• [46] Volkman JK, Maxwell JR, Acyclic isoprenoids as biological markers. In: Biological Markers in the Sedimentary Record (R.B. Johns, eds.), Elsevier, New York, 1986, 1-42.
• [47] Shanmugam G. Significance of coniferous rain forests and related oil, Gippsland Basin, Australia. AAPG Bulletin 1985, 69: 1241-1254.
• [48] Syaifudin M, Eddy A, Subroto EA, Noeradi D, Kesumajana AHP. Characterization and correlation study of source rocks and oils in Kuang area, South Sumatra basin: The potential of Lemat formation as hydrocarbon source rocks. Proceedings of Indonesian Petroleum Association, Thirty-Ninth Annual Convention & Exhibition, May 2015, IPA15-G-034
• [49] Larasati D, Suprayogi K., Akbar A. Crude oil characterization of Tarakan basin: Application of biomarkers. The 9th International Conference on Petroleum Geochemistry in the Africa - Asia Region Bandung, Indonesia, 15 -17 November 2016
• [50] Devi EA, Rachman F, Satyana AH, Fahrudin, Setyawan R. Geochemistry of Mudi and Sukowati oils, East Java basin and their correlative source rocks: Biomarkers and isotopic characterisation. Procedings, Indonesian Petroleum Association, Forty-Second Annual Convention & Exhibition, May 2018
• [51] Banga T, Capuano RM, Bissada KK. Petroleum generation in the southeast Texas basin: Implications for hydrocarbon occurrence at the South Liberty salt dome. AAPG Bulletin 2011, 95(7): 1257-1291.
• [52] Hakimi MH, Al-Matary AM, Ahmed A. Bulk geochemical characteristics and carbon isotope composition of oils from the Sayhut sub-basin in the Gulf of Aden with emphasis on organic matter input, age and maturity. Egyptian Journal of Petroleum 2018, 27(3): 361-370.
• [53] Nettleton LL. Gravity and Magnetics in Oil Prospecting. McGraw-Hill, 1976, 464 p.
• [54] Geist EL, Childs JR, Scholl DW. Evolution and petroleum geology of Amlia and Amukta intra-arc summit basins, Aleutian Ridge. Marine and Petroleum Geology 1987, 4: 334-352.
• [55] Lyatsky HV, Thurston JB, Brown RJ, Lyatsky VB, Hydrocarbon exploration applications of potential field horizontal gradient vector maps. Canadian Society of Exploration Geophysicists Recorder 1992, 17(9): 10-15.
• [56] Gadirov VG, Eppelbaum LV, Kuderavets RS, Menshov OI, Gadirov KV. Indicative features of local magnetic anomalies from hydrocarbon deposits: examples from Azerbaijan and Ukraine, Acta Geophysica 2018, doi: 10.1007/s11600-018-0224-0
• [57] Gadirov VG, Eppelbaum LV. Detailed gravity, magnetics successful in exploring Azerbaijan onshore areas. Oil and Gas Journal 2012, 5: 60-73.
• [58] Gadirov VG. The physical-geological principles of application of gravity and magnetic prospecting in searching oil and gas deposits. Proceed. of 10th Petroleum Congress and Exhibition of Turkey, Ankara, 1994, 197-203.
• [59] Piskarev AL, Tchernyshev MY. Magnetic and gravity anomaly patterns related to hydrocarbon fields in northern West Siberia. Geophysics 1997, 62(3): 831-841.
• [60] Aydın A. Gravite Verilerinin Normalize Edilmiş Tam Gradyan, Varyasyon ve İstatistik Yöntemleri ile Hidrokarbon Açısından Değerlendirilmesi, Model Çalışmalar ve Hasankale-Horasan (Erzurum) Havzasına Uygulanması. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Doktora Tezi, 1997, 151 s.
• [61] Aydın A. Gravite anomalilerinin doğrudan yorum yöntemleri ile değerlendirilmesi: Hasankale-Horasan bölgesinden bir uygulama. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2004, 11(1): 95-102.
• [62] Satyana AH. Subvolcanic hydrocarbon prospectivity of Java: Opportunities and challenges. Proceedings, Indonesian Petroleum Association. Thirty-Ninth Annual Convention & Exhibition, May 2015. IPA15-G-105.
• [63] Eke PO, Okeke FN. Identification of hydrocarbon regions in Southern Niger Delta Basin of Nigeria from potential field data. International Journal of Scientific and Technology Research 2016, 5(11): 96-99.
• [64] Stephen OI, Iduma U. Hydrocarbon potential of Nigeria’s Inland Basin: Case study of Afikpo basin. Journal of Applied Geology and Geophysics 2018, 6(4): 1-24.
• [65] Sharma PV. Geophysical Methods in Geology (2nd Edition). Elsevier, 1986, 442 p.
• [66] Blood MF. Exploration for a frontier salt basin in Southwest Oman. The Leading Edge, 2001, November, 1252-1259.
• [67] Jallouli C, Chikhaoui M, Braham A, Turki MM, Mickus K, Benassi R. Evidence for Triassic salt domes in the Tunisian Atlas from gravity and geological data. Tectonophysics 2005, 396: 209-225.
• [68] Pinto V, Casas A, Rivero L, Torne M. 3D gravity modeling of the Triassic salt diapirs of the Cubeta Alavesa (northern Spain). Tectonophysics 2005, 405: 65-75.
• [69] Stadtler C, Fichler C, Hokstad K, Myrlund EA, Wienecke S, Fotland B. Improved salt imaging in a basin context by high resolution potential field data: Nordkapp Basin, Barents Sea. Geophysical Prospecting, 2014, 62: 615-630.
• [70] Nava-Flores M, Ortiz-Aleman C, Orozco-del-Castillo MG, Urrutia-Fucugauchi J, Rodriguez-Castellanos A, Couder-Castañeda C, Trujillo-Alcantara A, 3D Gravity Modeling of Complex Salt Features in the Southern Gulf of Mexico. International Journal of Geophysics, 2016, Article ID 1702164, 12 p.
• [71] Constantino RR, Molina EC, de Souza IA, Vincentelli MGC. Salt structures from inversion of residual gravity anomalies: application in Santos Basin, Brazil. Brazilian Journal of Geology 2019, 49(1), DOI: 10.1590/2317-4889201920180087
• [72] Pourreza S, Hajizadeh F. Rezidüel gravite alanı verilerinden 2 boyutlu doğrusal ve doğrusal olmayan ters çözüm modelini kullanarak bir tuz domunun simülasyonu. MTA Dergisi 2019, 160: 231-244
• [73] Koşaroğlu S, Buyuksarac A, Aydemir A. Modeling of shallow structures in the Cappadocia region using gravity and aeromagnetic anomalies. Journal of Asian Earth Sciences 2016, 124: 214-226.
• [74] Svancara J. Approximate method for direct interpretation of gravity anomalies caused by surface three‐dimensional geologic structures. Geophysics 1983, 48(3): 361-366.
• [75] Töpfer KD. Improved technique for rapid interpretation of gravity anomalies caused by two-dimensional sedimentary basins. Journal of Geophysics, 1977, 43: 645-654 (in Švancara, J., 1983. Approximate method for direct interpretation of gravity anomalies caused by surface three‐dimensional geologic structures. Geophysics 48(3): 361-366, https://doi.org/10.1190/1.1441474).
• [76] Özdemir A, Palabıyık Y. Petrol ve doğalgaz kaynak kayası, ofiyolitler, manto sorgucu ve toplu yokolma arasındaki ilişkilere göre Türkiye’nin petrol ve doğalgaz potansiyeli. 4. Uluslararası Bilimsel Çalışmalar Kongresi, 28-30 Eylül 2020 (baskıda)
• [77] Özdemir A, Palabıyık Y. Türkiye'nin Paleozoyik - Miyosen jeolojik zaman aralığındaki petrol ve doğalgaz kaynak kaya varlığının paleocoğrafik ve paleotektonik veriler ışığında kapsamlı bir değerlendirmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2020 (baskıda).
• [78] Gürbüz A, Saraç G, Yavuz N. Paleoenvironments of the Cappadocia region during the Neogene and Quaternary, central Turkey. Med. Geosc. Rev. 2019, 1: 271-296
• [79] Erguvanlı K. Kırşehir Doğusunun Jeolojik Etüdü. MTA Rapor No: 2373, 1954.
• [80] Reul K. Kayseri Etrafındaki Linyit Zuhurları. MTA Rapor No: 2240, 1954.
• [81] Becker H. Gülşehir ve Hacıbektaş Arasındaki Bölgenin (Kayseri’nin Batısı) Jeolojisi ve Linyit Zuhurları. MTA Rapor No: 2578, 1956.
• [82] Lebküchner RF. Kayseri ve Avanos-Ürgüp Havalisi ile Boğazlıyan Havalisinin Jeolojisi. MTA Rapor No: 2656, 1957.
• [83] Wedding H. Dadağı (Nevşehir-Gülşehir) Kömür Zuhuru ile İlgili Bir Prospeksiyon. MTA Rapor No. 3927, 1967.
• [84] Inoue E. Dadağı-Arafa Kömür Sahasının Jeoloji ve Kömür Rezervleri. MTA Rapor No: 3948, 1967.
• [85] Akgün F, Olgun E, Kuşçu İ, Toprak V, Göncüoğlu MC. Orta Anadolu Kristalen Kompleksinin ‘’Oligo-Miyosen’’ örtüsünün stratigrafisi, çökelme ortamı ve gerçek yaşına ilişkin yeni bulgular. TPJD Bülteni 1995, 6(1): 51-68
• [86] Taka M, Dümenci S, Kalkan İ, Şener M. Orta Anadolu Kristalen Kompleksi Tersiyer Örtüsünün Sedimantoloji ve Kömür Potansiyeli. MTA Rapor No: 10722, 2004.
• [87] Svensen H, Fristad KE, Polozov AG, Planke S. Volatile generation and release from continental large igneous provinces. In: Schmidt, A., Fristad, K.E., and Elkins-Tanton, L.T., (Eds.), Volcanism and Global Environmental Change, Cambridge University Press, UK, 2015. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415683.015
• [88] Ogden DE, Sleep NH, Explosive eruption of coal and basalt and the end-Permian mass extinction. Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences 2011, 109(1): 59-62.